Transformadores

Páginas: 11 (2668 palabras) Publicado: 2 de diciembre de 2012
2009 International Conference on Electrical, Communications, and Computers

Diseño y construcción de un transformador trifásico para un convertidor multinivel de 1 kW
Nancy Mondragón-Escamilla, Alejandro Villarruel-Parra, Ismael Araujo-Vargas, Juan Carlos Sánchez-García
Email: naytsu10@hotmail.com, alexvip_22@hotmail.com

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Sección dePostgrado, SEPI-ESIME Culhuacán, Politécnico Nacional Instituto de México, Av.. Santa Ana No. 1000, Col. San Francisco Culhuacan, Del. Coyoacán, DF

Objetivo: Este documento describe las técnicas utilizadas para el diseño de un transformador trifásico de 500 VA para un inversor de 1kW, junto con las cuestiones prácticas y consideraciones para construir un prototipo del transformador. 1. Introducciónjunto con los resultados de diseño para construir un transformador 500 VA para un convertidor de 1kW.

Los inversores han sido una parte significativa en el desarrollo de convertidores de potencia para sistemas de transmisión eléctrica moderna; sin embargo; componentes armónicas generadas por los inversores de 6 pulsos pueden modificar el comportamiento de la carga. Diferentes estrategias hansido estudiadas para obtener formas de onda sinusoidales de voltaje. Por ejemplo, un método para disminuir el contenido armónico en la salida de inversores de 6 pulsos utiliza técnicas como el PWM, multi-pulse o PWM multi-nivel. La técnica Multi-pulso fue originalmente desarrollada para convertidores AC-DC. Estos convertidores normalmente consisten en arreglos de transformadores trifásicos,reactores y capacitores conectados en serie o paralelo a la entrada o salida de los convertidores. Este documento presenta el diseño y construcción del transformador trifásico del convertidor que se muestra en la figura 1, que forma parte de una nueva generación de convertidores de corriente. Se describen las técnicas empleadas para diseñar y seleccionar los componentes del transformador

Ilustración1 Diagrama de bloques del convertidor multinivel

1.

Descripción del convertidor multinivel

El inversor de 12-pulsos que se muestra en la figura 1, se compone de una linea de DC, dos capacitores conectados en serie para filtrar la corriente aplicada y dos convertidores de corriente trifásica de 6 pulsos conectados en serie. Las salidas de los convertidores están conectadas a untransformador conectado en delta-estrella de razón de vueltas de 3:1, y las terminales del embobinado en estrella pasan por una etapa de filtro antes de la conexión de carga. Los transistores de cada convertidor son operados de tal manera que las formas de onda de los voltajes VR1G, VY1G, VB1G, VR2G y VB2G son como los que se muestran en la figura 2, donde VR1G, VY1G y VB1G son las salidas del convertidor 1y VR2G y VB2G son las salidas del

convertidor 2. VR1N se obtiene de restar la tensión de modo común del convertidor tal que:

2.

Análisis de formas de onda de voltaje y densidad de flujo del transformador

Se describe el análisis del flujo base suponiendo que los tres devanados tienen dimensiones de núcleo igual, como se muestra como se muestra en el diagrama de la Fig. 3, y el flujototal en el núcleo producido por las tres fases puede expresarse como:

φ R + φY + φ B = 0

(3)

Ilustración 3 Diagrama mecánico del transformador Ilustración 2 formas de onda ideales para un convertidor

La forma de onda de voltaje en el primario del transformador, VRprim, se obtiene restando las tensiones VR2G y VB2G en las entradas de los bobinados de delta, y por lo tanto, el voltaje enel secundario bobina, VRsec, es:

Donde las amplitudes y ondas de φ R , φY , φ B , son iguales, pero defesadas 120 °. El flujo magnético producido por la corriente que circula por el embobinado en delta del transformador puede calcularse utilizando la ley de Faraday:

φR =

1 VRSEC dt NS ∫

(4)

donde Ns es el número de vueltas de la bobina secundaria y VRsec se dan en la ecuación...
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